本實用新型涉及生活垃圾處理領(lǐng)域，具體涉及一種生活垃圾的處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)城市垃圾焚燒技術(shù)中，面臨著十分嚴(yán)峻的二噁英和重金屬污染的治理問題。如何妥善處理焚燒過程產(chǎn)生的二次污染(煙氣、飛灰)，是傳統(tǒng)垃圾焚燒面臨的最大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)生活垃圾堆濾后得到的污水稱為滲濾液，其COD和BOD指標(biāo)高，處理費用高，常規(guī)手法將其噴淋到垃圾焚燒爐中，氣化成水蒸汽而帶走大量的熱量。

近年來，城市垃圾氣化熔融新型焚燒技術(shù)，可將45℃～700℃時有機(jī)成份的氣化和1300℃以上無機(jī)灰分和焦炭的熔融式燃燒結(jié)合起來，因此逐漸受到了國際范圍的廣泛關(guān)注。

現(xiàn)有技術(shù)公開了城市生活垃圾氣化熔融系統(tǒng)。生活垃圾在液壓推進(jìn)器作用下，送入氣化熔融內(nèi)的熱解通道進(jìn)行熱解，熱解產(chǎn)物進(jìn)入高溫反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)一步反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物依次經(jīng)過水洗塔、精洗塔和活性炭吸附裝置。但是，垃圾中水分含量較高，直接送入氣化熔融系統(tǒng)中升溫需要吸收大量的熱，系統(tǒng)能耗較大，需要根據(jù)垃圾處理量配備相應(yīng)的氣化熔融爐，增加單爐體積，提高了投資費用。采用水洗的方式直接給高溫?zé)煔饨禍?，大量余熱未被利用，產(chǎn)生的大量粉塵也一起進(jìn)入水洗塔，水洗后粉塵進(jìn)入循環(huán)水中，增加污水處理難度。煙氣中含有大量的重金屬和氮硫污染物，處理難度較大，運行成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種利用旋轉(zhuǎn)床熱解爐和熔融反應(yīng)器聯(lián)用處理生活垃圾的系統(tǒng)，該系統(tǒng)易操作，處理過程清潔節(jié)能，熱效率高。

本實用新型公開了一種生活垃圾處理系統(tǒng)，包括儲料坑、上料進(jìn)料裝置、旋轉(zhuǎn)床熱解爐、熱解油氣冷卻裝置、熔融反應(yīng)器、激冷槽、余熱鍋爐；

所述儲料坑用于堆放生活垃圾原料；

所述生活垃圾原料通過抓斗由所述儲料坑送入所述上料進(jìn)料裝置中；

所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐具有進(jìn)料口、熱解油氣出口、含碳?xì)堅隹冢凰鲞M(jìn)料口與所述上料進(jìn)料裝置的出料口連接；

所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐為環(huán)形密封結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置有紅外輻射加熱管的紅外加熱區(qū)和設(shè)置有蓄熱式燃?xì)廨椛涔艿娜細(xì)饧訜釁^(qū)；

所述熱解油氣冷卻裝置具有熱解油氣入口，該熱解油氣入口與所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的熱解油氣出口連接；

所述熔融反應(yīng)器具有含碳?xì)堅肟?、高溫?zé)煔獬隹?、液態(tài)渣出口；所述含碳?xì)堅肟谂c所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的含碳?xì)堅隹谕ㄟ^進(jìn)料螺旋連接；

所述激冷槽具有液態(tài)渣入口，該液態(tài)渣入口與所述熔融反應(yīng)器的液態(tài)渣出口連接；

所述余熱鍋爐具有高溫?zé)煔馊肟?，該高溫?zé)煔馊肟谂c所述熔融反應(yīng)器的高溫?zé)煔獬隹谶B接。

上述的系統(tǒng)中，還包括蓄熱式換熱器，所述蓄熱式換熱器用于接收由所述余熱鍋爐送入的低溫?zé)煔?，所述低溫?zé)煔馀c所述蓄熱式換熱器中的空氣進(jìn)行換熱得到冷卻煙氣，所述冷卻煙氣依次送入除塵器、脫硝脫硫裝置、活性炭吸附裝置、煙囪排煙裝置。

上述的系統(tǒng)中，還包括堿洗塔，所述堿洗塔具有冷凝氣入口，該冷凝氣入口與所述熱解油氣冷卻裝置的冷凝氣出口連接。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的進(jìn)料口處設(shè)置有勻料器，所述勻料器的出料端與所述紅外加熱區(qū)相通；每兩根所述紅外輻射加熱管之間設(shè)置有翻料器，用于翻動所述生活垃圾原料，促進(jìn)水分的揮發(fā)。

優(yōu)選的，所述熔融反應(yīng)器中設(shè)置有蓄熱式旋風(fēng)燃燒器，為所述熔融反應(yīng)器提供熱量。

優(yōu)選的，所述上料進(jìn)料裝置的下端設(shè)置有物料計量器，用于計量所述生活垃圾原料的輸送速度。

本實用新型采用紅外輻射加熱得到較為純凈的水，既可作為系統(tǒng)用水循環(huán)使用，也可直接排放到市政污水管網(wǎng)中，降低污水處理費用。本實用新型的系統(tǒng)易操作，設(shè)備運行穩(wěn)定可靠。處理過程清潔節(jié)能，無污染物排放。整個系統(tǒng)熱效率高，運行費用低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

附圖說明

圖1為本實用新型中生活垃圾處理系統(tǒng)示意圖。

圖2本實用新型實施例利用圖1所示的系統(tǒng)處理生活垃圾的流程示意圖。

附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1、儲料坑；2、上料進(jìn)料裝置；3、旋轉(zhuǎn)床熱解爐；4、熔融反應(yīng)器；5、激冷槽；6、余熱鍋爐；7、蓄熱式換熱器；8、除塵器；9、脫硝脫硫裝置；10、活性炭吸附裝置；11、煙囪排煙裝置；12、熱解油氣冷卻裝置；13、堿洗塔。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。

如圖1所示，為本實用新型提供的生活垃圾處理系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括儲料坑1、上料進(jìn)料裝置2、旋轉(zhuǎn)床熱解爐3、熔融反應(yīng)器4、激冷槽5、余熱鍋爐6、蓄熱式換熱器7、除塵器8、脫硝脫硫裝置9、活性炭吸附裝置10、煙囪排煙裝置11、熱解油氣冷卻裝置12、堿洗塔13。

儲料坑1用于堆放生活垃圾原料，其中的生活垃圾原料可通過抓斗運送至上料進(jìn)料裝置2中。

上料進(jìn)料裝置2設(shè)置有密封裝置，用于將由儲料坑1運送的生活垃圾原料送入旋轉(zhuǎn)床熱解爐3中，具有進(jìn)料口、出料口。其下端設(shè)置有物料計量器，用于計量生活垃圾原料的輸送速度。

旋轉(zhuǎn)床熱解爐3為環(huán)形密封結(jié)構(gòu)，爐膛內(nèi)部設(shè)置有布料裝置、加熱裝置及翻料裝置。在旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的進(jìn)料口端設(shè)置有勻料器，可將生活垃圾原料均勻布置在旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的布料板上。

旋轉(zhuǎn)床熱解爐3包括紅外加熱區(qū)、燃?xì)饧訜釁^(qū)。其中，紅外加熱區(qū)與勻料器的出料端相通，其中設(shè)置有2～4根紅外輻射加熱管，紅外輻射加熱管設(shè)置在布料板的上方，每兩根紅外輻射加熱管之間設(shè)置有翻料器，用于翻動生活垃圾原料，促進(jìn)水分的揮發(fā)。在末根紅外輻射加熱管至旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的出料口之間設(shè)置有多根蓄熱式燃?xì)廨椛涔?，對布料板上的生活垃圾原料進(jìn)一步加熱。本實用新型中，不限制紅外輻射加熱管和蓄熱式燃?xì)廨椛涔艿募訜岱绞胶蛿?shù)量。

旋轉(zhuǎn)床熱解爐3用于對生活垃圾原料進(jìn)行熱解處理，可得到含碳?xì)堅蜔峤庥蜌?。其具有進(jìn)料口、熱解油氣出口、含碳?xì)堅隹凇Ｆ渲?，進(jìn)料口與上料進(jìn)料裝置2的出料口連接，熱解油氣出口設(shè)置在旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的頂部。

熔融反應(yīng)器4用于將含碳?xì)堅夯玫揭簯B(tài)渣和高溫?zé)煔?，其具有含碳?xì)堅肟?、高溫?zé)煔獬隹凇⒁簯B(tài)渣出口，其中，含碳?xì)堅肟谂c旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的含碳?xì)堅隹谕ㄟ^進(jìn)料螺旋連接，進(jìn)料螺旋設(shè)置在熔融反應(yīng)器4的上端。

本實用新型實施例中，熔融反應(yīng)器4的兩側(cè)設(shè)置有蓄熱式旋風(fēng)燃燒器，為熔融反應(yīng)器4的爐膛提供熱量。

本實用新型中還可選用高溫電熔融爐、等離子體加熱反應(yīng)器，以及其它能使?fàn)t膛溫度升高到反應(yīng)所需溫度的反應(yīng)器。

激冷槽5用于接收液態(tài)渣，通過急冷過程形成固態(tài)玻璃體。其具有液態(tài)渣入口、固態(tài)玻璃體出口。并且，液態(tài)渣入口與熔融反應(yīng)器4的液態(tài)渣出口連接。

余熱鍋爐6可利用含碳?xì)堅夯^程排出高溫?zé)煔獾挠酂?，產(chǎn)生水蒸汽。其具有高溫?zé)煔馊肟?、低溫?zé)煔獬隹?。其中，高溫?zé)煔馊肟谂c熔融反應(yīng)器4的高溫?zé)煔獬隹谶B接。

蓄熱式換熱器7具有低溫?zé)煔馊肟?、冷卻煙氣出口。用于接收由余熱鍋爐6送入的低溫?zé)煔?，低溫?zé)煔馀c蓄熱式換熱器7中的空氣進(jìn)行換熱得到冷卻煙氣。冷卻煙氣依次被送入除塵器8、脫硝脫硫裝置9、活性炭吸附裝置10進(jìn)行除塵、脫硝脫硫、吸附凈化后，經(jīng)由煙囪排煙裝置11排放。

熱解油氣冷卻裝置12具有熱解油氣入口、冷凝氣出口，熱解油氣入口與旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的熱解油氣出口連接。堿洗塔13具有冷凝氣入口，該冷凝氣入口與熱解油氣冷卻裝置12的冷凝氣出口連接。

生活垃圾熱解過程排出的熱解油氣依次經(jīng)熱解油氣冷卻裝置12冷卻、堿洗塔13脫除酸性氣體后，再送回旋轉(zhuǎn)床熱解爐3中的蓄熱式燃?xì)廨椛涔苤?，為生活垃圾原料的熱解提供熱量，燃燒后的煙氣?jīng)由煙囪排煙裝置11達(dá)標(biāo)排放。

如圖2所示，為本實用新型實施例利用圖1所示的系統(tǒng)處理生活垃圾的流程示意圖。包括步驟：

(1)生活垃圾預(yù)處理

該步驟用于對生活垃圾進(jìn)行預(yù)處理，最終得到滿足旋轉(zhuǎn)床熱解爐3進(jìn)料要求的生活垃圾原料，可包括以下一項或多項。

篩選：將運來的生活垃圾運送至孔徑為20*80㎜的滾筒篩中，在滾筒篩滾動的作用下，篩選出其中的渣土。

分揀粗破碎：經(jīng)滾筒篩篩選后的篩上物，全部送入分揀破碎機(jī)中進(jìn)行分揀破碎，除去其中的石塊和玻璃塊，并同時將生活垃圾中的大型物塊破碎至粒徑≤150㎜的物料。

預(yù)磁選：通過磁選裝置對物料進(jìn)行預(yù)磁選，回收其中的黑色金屬。

二級破碎：上述經(jīng)破碎的物料根據(jù)壓塊的要求作進(jìn)一步的破碎，破碎為粒徑＜20㎜的料塊；

精磁選：上述經(jīng)二級破碎的物料進(jìn)行精磁選，回收其中的小型黑色金屬。

經(jīng)上述一個或多個步驟處理后，即得到滿足旋轉(zhuǎn)床熱解爐3進(jìn)料要求的生活垃圾原料。

(2)生活垃圾原料的儲存和輸送

將得到的經(jīng)預(yù)處理的生活垃圾原料運送至儲料坑1堆放3～7天。然后，通過抓斗將儲料坑1中的生活垃圾原料送至上料進(jìn)料裝置2中。通過控制上料進(jìn)料裝置2下端的物料計量器，可調(diào)整進(jìn)料速度，從而控制旋轉(zhuǎn)床熱解爐3中生活垃圾原料的布料厚度。

(3)生活垃圾的熱解處理

將生活垃圾原料通過帶有密封裝置的上料進(jìn)料裝置2送入旋轉(zhuǎn)床熱解爐3中。進(jìn)料口處設(shè)置的勻料器將生活垃圾原料均勻布置在布料板上。生活垃圾原料在布料板上隨旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的旋轉(zhuǎn)依次通過紅外加熱區(qū)、燃?xì)饧訜釁^(qū)，最終可得到含碳?xì)堅?/p>

其中，料板上的生活垃圾原料厚度為20～50㎜。旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的轉(zhuǎn)速設(shè)置為10～45min/r。

在紅外加熱區(qū)中，紅外輻射加熱管與布料板上生活垃圾原料上表面的垂直距離為50～100㎜。翻料器下邊緣與布料板表面的垂直距離為5～10㎜，用于生活垃圾原料的翻動，促進(jìn)下層生活垃圾原料中升溫后水分的揮發(fā)。

輻射紅外光波長為1～30μm，該波長紅外光頻率與生活垃圾原料中水分子的波長固有頻率相等，從而可快速被水吸收，水分溫度得以快速升高。并且，由于紅外線的熱量傳遞不需要中間介質(zhì)，可以直接透入到物體內(nèi)部，實現(xiàn)布料板表層和內(nèi)層生活垃圾原料的水分溫度同時升高。

紅外輻射可比對流換熱提供高達(dá)70多倍的熱流密度。因此，在旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的進(jìn)料口端增設(shè)紅外輻射加熱管，可大大降低熱解過程中的能耗，同時縮短熱解時間，提高旋轉(zhuǎn)床熱解爐3的處理能力。

在燃?xì)饧訜釁^(qū)中，蓄熱式燃?xì)廨椛涔芘c布料板上生活垃圾原料上表面的垂直距離為50～100㎜，蓄熱式燃?xì)廨椛涔艿臏囟葹?00～1100℃，進(jìn)一步為旋轉(zhuǎn)床熱解爐3提供熱量。

在旋轉(zhuǎn)床熱解爐3中，整個熱解過程采用了輻射加熱的方式。由于輻射能與輻射距離成反比，且需要避免生活垃圾原料與輻射管接觸，造成設(shè)備運轉(zhuǎn)異常，因此，優(yōu)選輻射管(即為紅外輻射加熱管和蓄熱式燃?xì)廨椛涔?距離生活垃圾原料上表面的垂直距離控制在50～100mm。

生活垃圾原料經(jīng)過紅外加熱區(qū)和燃?xì)饧訜釁^(qū)的熱解處理后，其中的水分和有機(jī)揮發(fā)分依次被分離，得到含碳?xì)堅蜔峤庥蜌狻?/p>

熱解油氣依次送入熱解油氣冷卻裝置12、堿洗塔13中，經(jīng)冷凝、脫除酸性氣體后的燃?xì)?，再送回旋轉(zhuǎn)床熱解爐3中，通入蓄熱式燃?xì)廨椛涔苤腥紵瑸樾D(zhuǎn)床熱解爐3提供熱量，燃燒后的煙氣經(jīng)煙囪排煙裝置11達(dá)標(biāo)排放。

(4)熔融反應(yīng)

上述步驟得到的含碳?xì)堅鼜男D(zhuǎn)床熱解爐3的出料螺旋送出，然后經(jīng)由進(jìn)料螺旋從熔融反應(yīng)器4的上部送入。其中的蓄熱式旋風(fēng)燃燒器為整個爐膛提供熱量，爐膛溫度為1300～1500℃，含碳?xì)堅夯纬梢簯B(tài)渣和高溫?zé)煔?。液態(tài)渣送入激冷槽5中，通過急冷處理，得到固態(tài)玻璃體，重金屬得到有效固化，形成無毒產(chǎn)物。

其中，含碳?xì)堅忌罾系陌俜直葹?5wt％，與一步法熔融處理生活垃圾相比，大大降低了熔融反應(yīng)器4的體積和能耗。

本步驟中，含碳?xì)堅泄逃械暮缺筋悇《疚镔|(zhì)(包括二噁英)，在熔融反應(yīng)器4內(nèi)發(fā)生裂解反應(yīng)，絕大部分裂解為無毒組分。

(5)煙氣的回收利用

余熱鍋爐6直接接收上述步驟產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，利用高溫?zé)煔獾臒崃靠僧a(chǎn)生水蒸汽。高溫?zé)煔獾臏囟葟?200～1400℃降低至400～550℃，得到低溫?zé)煔狻?/p>

然后，將低溫?zé)煔馑腿胄顭崾綋Q熱器7中與空氣進(jìn)行換熱。通過旋轉(zhuǎn)式換熱器，低溫?zé)煔獾臏囟仍?s內(nèi)從400～550℃降低至＜200℃，有效避免含氯苯類劇毒物質(zhì)(包括二噁英)的重新合成。同時，空氣被預(yù)熱至300～400℃，可作為熔融反應(yīng)器4中蓄熱式旋風(fēng)燃燒器所需助燃?xì)馐褂?，有效提高整個過程的熱利用率。

冷卻煙氣由蓄熱式換熱器7排出后，依次被送入除塵器8、脫硝脫硫裝置9、活性炭吸附裝置10進(jìn)行除塵、脫除氮氧化物和硫化物、吸附凈化后，達(dá)到污染物零排放，然后經(jīng)由煙囪排煙裝置11排放。

實施例1

由南口鎮(zhèn)提供20t生活垃圾，依次經(jīng)過破碎、篩選和磁選后送入儲料坑中。然后，通過抓斗將儲料坑中的生活垃圾原料送至上料進(jìn)料裝置。

生活垃圾原料經(jīng)由帶有密封裝置的上料進(jìn)料裝置進(jìn)入旋轉(zhuǎn)床熱解爐中。在勻料器的作用下，生活垃圾原料均勻布置在布料板上，布料厚度為30±5mm。

生活垃圾原料隨著布料板旋轉(zhuǎn)，依次經(jīng)過紅外加熱區(qū)和燃?xì)饧訜釁^(qū)，旋轉(zhuǎn)床熱解爐的轉(zhuǎn)速為25±3min/r。輻射管與生活垃圾原料上表面的垂直距離為50mm。輻射紅外光波長為1～25μm，生活垃圾原料中的水分溫度快速升高，表層的水分快速揮發(fā)并隨設(shè)置在旋轉(zhuǎn)床熱解爐頂部的導(dǎo)出管引出。

然后，生活垃圾原料進(jìn)入燃?xì)饧訜釁^(qū)。此時，其中90wt％以上的水分已揮發(fā)。蓄熱式燃?xì)廨椛涔艿臏囟葹?50±100℃，生活垃圾原料溫度繼續(xù)升高，有機(jī)揮發(fā)分和殘留水分得以揮發(fā)。紅外加熱區(qū)和燃?xì)饧訜釁^(qū)導(dǎo)出的氣體產(chǎn)物分別冷卻回收。生成的含碳?xì)堅ㄟ^進(jìn)料螺旋從熔融反應(yīng)器上端送入爐膛內(nèi)部，其中的蓄熱式旋風(fēng)燃燒器為整個爐膛提供熱量。在1350±50℃高溫下，含碳?xì)堅夯纬梢簯B(tài)渣，通過激冷槽急冷后形成固態(tài)玻璃體物質(zhì)。

熔融反應(yīng)器燃燒生成的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂徨仩t中產(chǎn)蒸汽使用。高溫?zé)煔鉁囟冉抵?00±20℃后，進(jìn)入蓄熱式換熱器中與冷空氣直接換熱，在3秒內(nèi)溫度降至200℃以下，空氣被預(yù)熱到350±20℃。冷卻后的煙氣通過進(jìn)一步除塵、脫硝、脫硫及活性炭吸附后通過煙囪排煙裝置排放。

本實施例中，20t生活垃圾處理后可獲得8.4t水、篩選出3.2t土和4.6t固態(tài)玻璃體物質(zhì)。

實施例2

本實施例采用與實施例1相同的系統(tǒng)和方法。其中，生活垃圾原料在布料板上的布料厚度為18±2mm；控制旋轉(zhuǎn)床熱解爐的轉(zhuǎn)速為12±2min/r；輻射管與生活垃圾原料上表面的垂直距離為70mm；輻射紅外光波長為1～30μm；蓄熱式燃?xì)廨椛涔艿臏囟葹?000±70℃；熔融反應(yīng)器的爐膛溫度為1400±50℃。

熔融反應(yīng)器燃燒生成的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂徨仩t中產(chǎn)蒸汽使用。高溫?zé)煔鉁囟冉抵?80±20℃后，進(jìn)入蓄熱式換熱器中與冷空氣直接換熱，在3秒內(nèi)溫度降至200℃以下，空氣被預(yù)熱到300±30℃。冷卻后的煙氣通過進(jìn)一步除塵、脫硝、脫硫及活性炭吸附后通過煙囪排煙裝置排放。

本實施例中，20t生活垃圾處理后可獲得8.2t水、篩選出3.4t土和3.8固態(tài)玻璃體物質(zhì)。

實施例3

本實施例采用與實施例1相同的系統(tǒng)和方法。其中，生活垃圾原料在布料板上的布料厚度為45±5mm；控制旋轉(zhuǎn)床熱解爐的轉(zhuǎn)速為40±5min/r；輻射管與生活垃圾原料上表面的垂直距離為100mm；輻射紅外光波長為1～30μm；蓄熱式燃?xì)廨椛涔艿臏囟葹?050±50℃；熔融反應(yīng)器的爐膛溫度為1450±50℃。

熔融反應(yīng)器燃燒生成的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂徨仩t中產(chǎn)蒸汽使用。高溫?zé)煔鉁囟冉抵?40±10℃后，進(jìn)入蓄熱式換熱器中與冷空氣直接換熱，在3秒內(nèi)溫度降至200℃以下，空氣被預(yù)熱到400±20℃。冷卻后的煙氣通過進(jìn)一步除塵、脫硝、脫硫及活性炭吸附后通過煙囪排煙裝置排放。

本實施例中，20t生活垃圾處理后可獲得8.4t水、篩選出3.4t土和3.6t固態(tài)玻璃體物質(zhì)。

本實用新型的系統(tǒng)可長期平穩(wěn)操作，設(shè)備故障率極低。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護(hù)范圍之中。